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Flugzeug mit Sprüheinrichtungen
Die Erfindung bezieht sich auf Flugzeuge mit Sprüheinrichtungen, welche dazu dienen, den überflogenen Untergrund mit Sprühmitteln wie Schädlingsbekämpfungsmitteln, Düngemitteln, Saatgut usw. in Form von Körnern, Staub usw. oder in flüssiger Form wie Nebel, Aerosolen, Dämpfen oder auch in Gasform zu besprühen.
Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf Flugzeuge mit Sprüheinrichtungen, die aus einem mit Sprühdüsen versehenen, unterhalb und quer zum Flugzeug verlaufenden hohlen Balken, Sprühbalken ge- nannt, bestehen, wobei der Sprühbalken an geraden, durch hydraulische, pneumatische, elektrische u. dgi. Betâtigungseinrichtungen in der Länge veränderbaren Stützen befestigt ist, welche von einem automatischen elektrischen System gesteuert den Balken in einer erwünschten Höhe über den Boden halten, wobei dieses elektrische System aus einer die wahre Flughöhe bestimmenden Messeinrichtung und wenigstens einer die wahre Höhe wenigstens eines Punktes des Balkens bestimmenden Messeinrichtung besteht.
Bei Durchführung seiner Aufgabe ist es erforderlich, dass das Flugzeug nahe der Bodenoberfläche fliegt und dass die Bodenhöhe des Sprühbalkens nicht nur klein, etwa 2 m und weniger, sondern auch gleichmässig konstant eingehalten wird. Vor allem soll der Balken stets parallel zur Bodenoberfläche gehalten werden.
Einrichtungen, die das Einhalten niedriger Flughöhen ermöglichen und die Höhenmesseinrichtungen beinhalten, die Ausgangssignale an optische Anzeiger oder an automatische Steuereinrichtungen liefern, sind bekannt, und werden mit Einrichtungen verwendet, die später noch beschrieben werden und die in den Rahmen der Erfindung fallen.
Diese bekannten Einrichtungen sind wohl geeignet, eine mittlere Flughöhe einzuhalten, sind jedoch nicht empfindlich genug, um kurze, ausgeprägte Unebenheiten der Bodenoberfläche auszuwerten. In diesem Zusammenhang spielen auch die aerodynamischen Eigenschaften des Flugzeuges selbst eine grosse Rolle, und in vielen Fällen führt die automatische Steuerung dann nur eine gedämpfte Höhenschwingung des Flugzeuges über der Bodenoberfläche herbei.
Weiterhin können die bekannten Höhenmesseinrichtungen nicht dazu verwendet werden, seitliche Nei-
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weil dasFlugzeug eine Kurve aufliegt, auszuwerten, so dass für den Fall, dass das Flugzeug einen relativ geneigten Boden überfliegen soll, es nicht in beliebiger Richtung über diesen Abhang fliegen kann, sondern nur in oder gegen seine Fallrichtung.
Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beheben und eine automatische Höheneinstellung des Sprühbalkens bezüglich des Flugzeuges zu bewirken, so dass nicht nur zeitweise Schwankungen um den gewunschtenHohenmittelwert ausgeglichen werden, sondern dass auch die Einstellung der Lage des Sprühbalkens relativ zum Flugzeug geändert wird, so dass dieser jederzeit parallel zur Bodenoberfläche liegt, auch wenn dieser zeitweise oder dauernd gegenüber der Flugebene geneigt ist.
Gemäss der Erfindung ist eine Einrichtung der eingangs geschilderten Art gekennzeichnet durch eine Misch- und Verstärkungsschaltung, der einerseits die von den Flughöhenrnesseinrichtungen erzeugten
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Signale und anderseits eine gewünschte Flughöhe bzw. Balkenhöhe anzeigende Bezugssignale zugeführt werden und deren Ausgangssignale an die Betätigungseinrichtungen (z. B. Ventile) für die Stützen des Balkens angelegt sind.
EinAusführungsbeispiel der Erfindung, das nun beschrieben wird und weitere Erfindungsmerkmale erkennen lässt, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Vorderansicht eines mit einem Sprühbalken versehenen Flugzeuges, Fig. 2 eine Einzelheit in grösserem Massstab, Fig. 3 Leitungsdiagramme der im Flugzeug eingebauten Steuereinrichtungen und Fig. 4 ein zusätzliches Steuerleitungsdiagramm.
Das in Fig. 1 dargestellte Flugzeug ist ein Hochdecker mit einem Körper B, den Flügeln W und dem Fahrwerk V. Von den Flügeln ist ein Sprühbalken S getragen, der über seine ganze Länge verteilte, abwärts gerichtete Sprühdüsen N besitzt. Das Flugzeug ist im Horizontalflug über einer quer geneigten, durch die strichpunktierte Linie G dargestellten Fläche gezeigt.
Der Sprühbalken ist am Flügel mittels zweier hydraulisch betätigbarer Stützen J und J'angehängt, die an zwei symmetrisch zur Flugzeugmittelebene gelegenen Punkten mittels verhältnismässig starrerAnker R, R' befestigt sind. Die Anhängung des Sprühbalkens am unteren Ende der Stützen erfolgt mit Gelenken P und P'. Die Stützen sind durch hydraulische Ventile V, V'betätigt, die über nicht näher gezeigte Verbindungsleitungen an eine Druckflüssigkeitsquelle und an einen Unterdruckbehälter, die gleichfalls nicht gezeigt sind, angeschlossen sind. Die Ventile werden von Hilfsmechanismen gesteuert, die ihrerseits durch elektrische Signale erregt werden, die durch mit 10, 10' bezeichnete Leitungen zugeführt werden.
Am Sprühbalken, gleichfalls symmetrisch zur Flugzeugachse und im wesentlichen übereinstimmend mit den Punkten P, P', sind höhenempfindliche Geräte 15, 15' angebracht, deren (elektrischer) eine Funktion des jeweiligen Bodenabstandes bildender Ausgang über Leitungen 16, 16' geführt ist. Im Körper B befinden sich höhenempfindliche Messgeräte 17, deren (elektrischer) Ausgang den Bodenabstand eines bestimmten Punktes des Flugzeugkörpers darstellt sowie Summier- und Verstärkungseinrichtungen 18, die die Signale von den Leitungen 16 und 16'sowie dem Gerät 17 empfangen, und schliesslich handbetätigte Voreinstelleinrichtungen, die eine bestimmte Höhe des Flugzeuges bzw.
des Sprühbalkens bezüglich des Bodens G festlegen und deren Signale durch die Leitungen 20,21 übertragen werden, während die Signale des Gerätes 17 über die Leitung 19 gehen.
Die in Fig. 2 mit 18 bezeichnete EinheitumfaBtSummier-und Verstarkungsnetzwerke 22, 23,
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Leitungen 19, 20 zu 22, Leitungen 16, 10 zu 24, Leitungen 16', 10' zu 24' ; eine Leitung 25 überträgt das Ausgangssignal des Netzwerkes 22 zum Netzwerk 23 und eine verzweigte Leitung 26 überträgt das Ausgangssignal von 23 zu den Netzwerken 24, 24'.
Die Leitungen 16, 16' übertragen die Signale der steuer-und backbord befindlichen Einrichtun- gen 15, 15', welche die jeweilige Höhe bs und bp dieser Einrichtungen über Grund darstellen. Die Leitung 19 überträgt ein Signal von der Einrichtung 17, welches die jeweilige Hohe a derselben über Grund anzeigt. Die Signale, welche die gewünschte Höhe des Flugzeuges ka bzw. des Balkens kb über Grund darstellen, werden über die Leitungen 20 bzw. 21 übertragen.
Angenommen, das Flugzeug fliege in der Geraden und der Grund sei, wie in Fig. 1 dargestellt, quer geneigt. Da die Höhe des Flugzeuges über Boden gesondert gesteuert wird (s. die Beschreibung zu Fig. 4 unten), sind die Stützen-Längenfehler es (steuerbord) und ep (backbord) bestimmt durch Vergleich der tatsächlichen Höhen bs und bp, die durch die Einrichtungen 15 und 15'gemessen sind, nicht direkt mit den erforderlichenBalkenhöhen über Grund kb, sondern mit der Grösse, für die d = kb + a - ka
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:Das Kontrollschleife-Diagramm Fig. 3 zeigt, wie der Stützen-Längenfehler gemessen wird und wie er den Stützenhilfsventilen V, V'über die Netzwerke 22, 23,24, 24' zugeht.
Das Netzwerk 22 subtrahiert das Signal a vom Signal ka und erzeugt den Ausgang ka - a, der dem Netzwerk 23 zusammen mit dem Signal kb zugeht, von dem dabei das Signal ka-a abgezogen und ein die Grösse d bedeutendes Signal erzeugt wird. Die Netzwerke 24, 24' subtrahieren die Signale bs und bp vom Signal d und erzeugen Signale, welche die Stützen-Längenfehler es und ep darstellen, welche den Ventilen V bzw. V'zugeführt werden und diese veranlassen so lange zu arbeiten, bis die Fehler ausgeglichen sind, wodurch die Kontrollschleife, wie mit strichlierten Linien angedeutet, geschlossen wird.
Es ist festzuhalten, dass, wenn das Flugzeug beispielsweise einen rauhen Grund oder stehende Hindernisse überfliegt, die Ausgänge der Höhenmesser, zumindest im Bereich ihrer Empfindlichkeit, zu viele
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Einzelheiten in Form hoher frequenter Komponenten beinhalten können. Um diese unerwünschten Komponenten zu beseitigen, können an sich bekannte Filter in dieNetzwerke und Verstärker entsprechend eingebaut werden. Ähnliche Filter können verwendet werden, um durch bauliche Eigenheiten, etwa die Flexibilität der Sprühbalkens, hervorgerufene Signale auszuschalten.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei völlig ausgezogenen Stützen J, J', der Sprühbalken unterhalb des durch das Fahrwerk gegebenen Niveaus liegt. Das ganze Steuersystem enthält deshalb nicht gezeigte Einrichtungen, um die die Fehlersignale leitenden Leitungen 10, 10' auszuschalten und dem Verstellmechanismus für die Stützen Signale zuzuführen, welche sie in ihre völlig eingezogene Lage bringen, u. zw. bei Start- und Landemanövern u. dgl.
Das Höhenmesssystem für das Flugzeug selbst ist nicht Teil der Erfindung, jedoch ist nur der Vollständigkeit halber die hiefür dienende Kontrollschleife in Fig. 4 dargestellt.
Das die gewünschte Flughöhe bestimmende Signal ka und das von der Einrichtung 17 ausgehende, die wahre Flughöhe kennzeichnende Signal a werden vom Netzwerk 27 summiert und dieses liefert die Differenz beider ea = ka - a, also ein Signal, welches den Höhenfehler angibt. Dieses Signal wird dem System 28 zugeleitet, welches die vertikalen Bewegungen des Flugzeuges beeinflusst, um den Höhenfehler auszugleichen und das den Piloten selbst oder einen automatischen Piloten umfassen kann. Der Ausgleich der Kontrollschleife ist durch die gestrichelte Linie angedeutet.
Das Netzwerk 27 der Fig. 4 empfängt und überträgt die gleichen Signale wie das Netzwerk 22 der Fig. 3. Es kann daher in der Praxis mit einem dieser Netzwerke ausgekommen werden, wobei die beiden Kontrollschleifen gemäss den Fig. 3 und 4 zu kombinieren sind.
Der Grund, warum die Punkte R, R'im wesentlichen starr sein sollen, liegt darin, dass die Mitte des Sprühbalkens S vertikal unter der Mittelebene des Flugzeuges liegen soll. Geringes Spiel dieser Punkte ist vorzusehen, um dem Balken zu ermöglichen, dass er zur Horizontalen geneigte Lagen einnehmen kann. Wahlweise kann den Punkten P, P'ein begrenzter Schiebebereich bezüglich des Balkens zugeordnet werden, wobei dann die Punkte R, R'völlig starr sein können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Flugzeug mit Sprüheinrichtungen, die aus einem mit Sprühdüsen versehenen, unterhalb und quer zumFlugzeug verlaufenden hohlen Balken bestehen, wobei der Sprühbalken an geraden, durch hydraulische, pneumatische, elektrische u. dgl. Betätigungseinrichtungen in der Länge veränderbaren Stützen befestigt ist, welche von einem automatischen elektrischen System gesteuert den Balken in einer erwünschten Höhe über den Boden halten, wobei dieses elektrische System aus einer die wahreFlughöhe bestimmendenMesseinrichtung und wenigstens einer die wahre Höhe wenigstens eines Punktes des Balkens be-
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und anderseits eine gewünschte Flughöhe (ka) bzw.
Balkenhöhe (kb) anzeigende Bezugssignale (20, 21) zugeführt werden und deren Ausgangssignale (10, 10') an die Betätigungseinrichtungen(J,J'), (z.B. Ventile v, v'), für die Stützen des Balkens angelegt sind.